本发明专利技术涉及产生用于连结构件的填充条的填充金属化学性质的方法。具体而言，产生用于连结构件的填充金属成分的方法包括：确定初始的所期望的填充金属化学性质；将具有所期望的填充金属化学性质的第一部分的第一填充条(16，102，122，152，162)与具有所期望的填充金属化学性质的第二部分的第二填充条(18，104，124，154，164)毗连以形成测试填充条(14，100，120，150，160)；利用测试填充条在焊接接头处将由第一材料形成的第一构件连结到由第二材料形成的第二构件上，其中，测试填充条提供焊接接头的填充金属部分；以及对于所期望的机械、化学和焊接性特性测试焊接接头以产生所期望的填充金属成分。
【技术实现步骤摘要】
本文所公开的主题涉及金属连结技术，并且更具体地涉及产生用于连结构件的填充条(或焊条，filler rod)的填充金属化学性质的方法。
技术介绍
诸如镍基超级合金之类的高强度抗氧化合金广泛用于涡轮机的构造中。超级合金具有用于涡轮机构件所期望的强度、重量、持久性和温度特性。然而，超级合金通常由于熔融开裂和应变时效开裂(SAC)的倾向而具有不良的熔合焊接性。SAC与Y’体积分数紧密相关，该体积分数为铝(Al)和钛(Ti)含量的函数。Y ’分数且尤其是Al含量的增加会增大SAC的倾向。SAC通常出现在熔合边界(WMATFB)区域附近的焊接金属中和/或传播到焊接接头的热影响区(HAZ)中。WMATFB区域中的材料包括因稀释和在焊接期间所添加的填充金属而产生的基底金属。因此，WMATFB区域应当包括落入可焊接材料区域内以避免或至少降低朝SAC倾向的化学性质。如果WMATFB区域的化学性质落入可焊材料区域内，则开裂倾向较低。例如，在钨极隋性气体(TIG)焊接过程中，典型的稀释比为大约30 70，这意味着WMATFB区域的30%包括基底金属而WMATFB区域的70%包括填充金属。因此，用于焊接特定合金的填充金属必须在升高的温度下具有某些化学成分和机械特性。目前，填充金属基于化学成分、机械特性和焊接性来选择。然而，除具有所期望的化学特性之外，填充金属还必须在升高的温度下具有某些机械特性和氧化性能。选择特定的填充金属需要在具有用于特定应用的所期望的化学或机械特性的材料之间权衡。因此，许多工程技术人员致力于得到专门制造为用于特定超级合金的特殊填充金属。确定所期望的、非标准的填充金属的化学性质是一种耗时且成本高昂的过程。一旦选定初始化学性质，则向制造工厂订购非标准的填充金属。非标准的填充金属不可能少量地订购。对于具有特殊化学性质的填充金属的订单通常需要保证100磅(45. 35kg)或更多。一旦收到，则填充金属用于在焊接操作中形成接头且对该接头进行测试。如果填充金属不具有所期望的特性，则调整填充金属的化学性质，并重新订购填充金属。该过程持续，直到获得所期望的特性。尽管这种试错过程最终会获得所期望的填充金属化学性质，但与多次订购填充金属相关的成本过于高昂，如同与测试和储存成卷的填充金属相关的成本那样。
技术实现思路
根据示例性实施例的一个方面，一种产生用于连结构件的填充金属成分的方法包括确定初始的所期望的填充金属化学性质；将具有所期望的填充金属化学性质的第一部分的第一填充条与具有所期望的填充金属化学性质的第二部分的第二填充条毗连以形成测试填充条；利用测试填充条将由第一材料形成的第一构件在焊接接头处连结到由第二材料形成的第二构件上，其中，测试填充条提供焊接接头的填充金属部分；以及对于所期望的机械、化学和焊接特性测试焊接接头以产生所期望的填充金属成分。根据示例性实施例的另一方面，一种产生用于连结构件的所期望的填充金属成分的工艺方法包括选择具有第一填充金属化学性质的第一填充条；选择具有第二填充金属化学性质的第二填充条；将第一填充条和第二填充条扭绞在一起而形成测试填充条，该测试填充条具有包括第一填充金属化学性质和第二填充金属化学性质的扭绞区域；将由第一材料形成的第一构件通过使用测试填充条的焊接过程而连结到由第二材料形成的第二构件上；以及测试在第一构件与第二构件之间形成的焊接接头。通过结合附图的以下说明，这些及其它优点和特征将变得更为明显。附图说明在权利要求中具体指出且明确主张了认作是本专利技术的主题。根据结合附图的以下详细说明，将清楚本专利技术的前述和其它特征和优点，在附图中图I为示出的流程图；图2示出了一种测试填充条，其包括与具有第二填充金属成分的第二填充条扭绞在一起的具有第一填充金属成分的第一填充条；图3示出了在焊接接头处连结到由第二材料形成的第二构件上的由第一材料形成的第一构件，该焊接接头包括来自于测试填充条的填充金属；图4示出了一种测试填充条，其包括与具有第二填充金属成分的第二填充条和具有第三填充金属成分的第三填充条扭绞在一起的具有第一填充金属成分的第一填充条；图5示出了一种测试填充条，其包括与具有第二填充金属成分的第二填充条、具有第三填充金属成分的第三填充条和具有第四填充金属成分的第四填充条扭绞在一起的具有第一填充金属成分的第一填充条；图6示出了一种测试填充条，其包括与具有第二直径的第二填充条扭绞在一起的具有第一直径的第一填充条，其中，第二直径不同于第一直径；以及图7示出了一种测试填充条，其包括与具有第二直径的第二填充条和具有第三直径的第三填充条扭绞在一起的具有第一直径的第一填充条，其中，第二直径不同于第一直径，第三直径不同于第一直径和第二直径。详细说明参照附图通过举例的方式阐述了本专利技术的实施例以及优点和特征。标号列表2实施例8，10，24，26，28，30，32，34 方框14，100，120，150，160测试填充条15步骤16,102,122,152,162第一填充条18，104，124，154，164第二填充条20，110，130，156，170扭绞区域40第一构件42第二构件50焊接接头55焊接金属60熔合边界(FB)65WMATFB 区域70热影响区(HAZ)106，126，166第三填充条128第四填充条具体实施例方式使用焊接过程连结由各种材料形成的构件需要使用具有某些化学特性的填充金 属。这些化学特性具体选择为用以减轻熔融开裂和应变时效开裂(SAC)。SAC与Y’体积分数紧密相关，该体积分数为铝(Al)和钛(Ti)含量的函数。Y ’分数且尤其是Al含量的增加会导致SAC倾向增大。SAC通常出现在熔合边界(WMATFB)区域附近的焊接金属中和/或传播到焊接接头的热影响区(HAZ)中。WMATFB区域中的材料包括基底金属，这是由焊接过程的热量引起的超级合金的稀释和在焊接过程期间所添加的填充金属所造成的。通常，产生所期望的化学特性需要成本高昂的试错过程。以下示例性实施例描述了在不需要与购买、测试和储存大量批次的非标准填充条材料相关的较大资金成本的情况下用于产生所期望的填充金属化学性质的过程。参看图1，大体上以2示出了根据示例性实施例的产生用于填充条的所期望的填充金属化学性质的方法。在方框8中，基于可用的表格、图表和所获经验来确定初始的、非标准的填充金属化学性质。非标准的填充金属化学性质选择为用以确保焊接接头的所期望的机械特性。这里，如方框10中所示，人员选择具有非标准填充金属化学性质的第一部分的第一填充条和具有非标准填充金属化学性质的第二部分的第二填充条。所选的填充条的数目可取决于可用的填充条和所期望的初始非标准填充金属化学性质而变化。一旦选定，则如步骤15中所示那样，将第一、第二和第η填充条毗连以形成如在图2中以14所示的测试条。例如，在SAC图表中的数据表示利用尼莫尼克(Nimonic) 263填充金属进行TIG焊接修补R108铸造基底金属的WMATFB区域几乎刚好位于可焊接材料范围与不可焊接材料范围之间的阈值线上。阈值线具有斜率，该斜率根据Al和Ti含量的比例来限定。具有落入阈值线以下的铝含量的填充金属化学性质被认为是具有良好的焊接性且很少会出现开裂。如果填充金属化学性质具有落在阈值线以上的铝含量，则焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种产生用于连结构件(40，42)的填充金属成分的方法，所述方法包括：确定初始的所期望的填充金属化学性质；将具有所期望的填充金属化学性质的第一部分的第一填充条(16，102，122，152，162)与具有所期望的填充金属化学性质的第二部分的第二填充条(18，104，124，154，164)毗连以形成测试填充条(14，100，120，150，160)；利用所述测试填充条在焊接接头(50)处将由第一材料形成的第一构件(40)连结到由第二材料形成的第二构件(42)上，其中，所述测试填充条(14，100，120，150，160)提供所述焊接接头(50)的填充金属部分；以及对于所期望的机械、化学和焊接性特性测试所述焊接接头(50)以产生所期望的填充金属成分。
【技术特征摘要】
2011.04.08 US 13/0831811.一种产生用于连结构件(40，42)的填充金属成分的方法，所述方法包括 确定初始的所期望的填充金属化学性质； 将具有所期望的填充金属化学性质的第一部分的第一填充条(16，102，122，152，162)与具有所期望的填充金属化学性质的第二部分的第二填充条(18，104，124，154，164)毗连以形成测试填充条(14，100，120，150，160)； 利用所述测试填充条在焊接接头(50)处将由第一材料形成的第一构件(40)连结到由第二材料形成的第二构件(42)上，其中，所述测试填充条(14，100，120，150，160)提供所述焊接接头(50)的填充金属部分；以及 对于所期望的机械、化学和焊接性特性测试所述焊接接头(50)以产生所期望的填充金属成分。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，毗连所述第一填充条(16，102，122，152，162)和所述第二填充条(18，104，124，154，164)包括将所述第一填充条和所述第二填充条(16，102，122，152，162，18，104，124，154，164)扭绞在一起。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，毗连所述第一填充条(16，102，122，152，162)和所述第二填充条(18，104，124，154，164)包括毗连具有第一直径的第一填充条(16，102，122，152，162)和具有第二直径的第二填充条(18，104，124，154，164)，所述第一直径不同于所述第二直径。4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将具有所期望的填充金属化学性质的第三部分的第三填充条(106，126，166)与所述第一填充条和所述第二填充条(16，102，122，152，162，18，...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔岩，D·J·多里蒂，S·C·科蒂林加姆，林德超，H·B·森，B·L·托利森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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